電工學(xué)第五章

1、跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)第第 7 7 章章 工業(yè)企業(yè)供電與安全用電工業(yè)企業(yè)供電與安全用電跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)第第 7 7 章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.17.1發(fā)電、輸電概述發(fā)電、輸電概述7.27.2工業(yè)企業(yè)配電工業(yè)企業(yè)配電7.37.3安全用電安全用電7.47.4節(jié)約用電節(jié)約用電跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)本章主要概述發(fā)電、輸電、工業(yè)企業(yè)供配電、安全用電和本章主要概述發(fā)電、輸電、工業(yè)企業(yè)供配電、安全用電和節(jié)約用電等內(nèi)容，作為本課程的基本常識(shí)。節(jié)約用電等內(nèi)容，作為本課程的基本常識(shí)。第第 7 7 章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電章工業(yè)企業(yè)供電與安全用電7.1發(fā)電、輸電概述發(fā)電、輸電概述發(fā)電廠(chǎng)按能源種類(lèi)可分為：發(fā)電廠(chǎng)按能

2、源種類(lèi)可分為：水力、火力、風(fēng)力、核能、太陽(yáng)能、沼氣發(fā)電等。水力、火力、風(fēng)力、核能、太陽(yáng)能、沼氣發(fā)電等。主要是火力發(fā)電和水力發(fā)電。主要是火力發(fā)電和水力發(fā)電。發(fā)電廠(chǎng)中的發(fā)電機(jī)幾乎都是三相同步發(fā)電機(jī)。其組成發(fā)電廠(chǎng)中的發(fā)電機(jī)幾乎都是三相同步發(fā)電機(jī)。其組成定子：機(jī)座、鐵心和三相繞組定子：機(jī)座、鐵心和三相繞組+ + 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電能從發(fā)電廠(chǎng)傳輸?shù)接脩?hù)要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)，這系統(tǒng)稱(chēng)為電力網(wǎng)。電能從發(fā)電廠(chǎng)傳輸?shù)接脩?hù)要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)，這系統(tǒng)稱(chēng)為電力網(wǎng)。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè) 變變 電電 站站大型大型 工廠(chǎng)工廠(chǎng)商店商店學(xué)校學(xué)校小型電能用戶(hù)小型電能用戶(hù)輸電線(xiàn)發(fā)電廠(chǎng)變電站小型配電站配電站住宅住宅 鄉(xiāng)村鄉(xiāng)村跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)發(fā)電廠(chǎng)變電所變電所輸電

3、線(xiàn)輸電線(xiàn)配電設(shè)備配電設(shè)備用電設(shè)備用電設(shè)備( (電燈電動(dòng)機(jī)電燈電動(dòng)機(jī)等等) )稱(chēng)這一整體為電力系統(tǒng)稱(chēng)這一整體為電力系統(tǒng)由各種不同的輸電線(xiàn)和變電所組成的電力系統(tǒng)部分稱(chēng)為由各種不同的輸電線(xiàn)和變電所組成的電力系統(tǒng)部分稱(chēng)為電力網(wǎng)電力網(wǎng)。其。其作用是把發(fā)電廠(chǎng)的電能傳輸給用戶(hù)。作用是把發(fā)電廠(chǎng)的電能傳輸給用戶(hù)。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電力網(wǎng)額定電壓有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV。 市區(qū)一般輸電電壓為市區(qū)一般輸電電壓為 10 kV 左右，通常需要設(shè)置降壓變電所，左右，通常需要設(shè)置降壓變電所， 經(jīng)配經(jīng)配電變壓器將電壓降為電變壓器將電

4、壓降為 380/220 V，再引出若干條供電線(xiàn)到各用電點(diǎn)的配電，再引出若干條供電線(xiàn)到各用電點(diǎn)的配電箱上，箱上， 配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。配電箱將電能分配給各用電設(shè)備。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)輸電線(xiàn)路一例輸電線(xiàn)路一例變電所變電所廠(chǎng)用電廠(chǎng)用電輸電線(xiàn)輸電線(xiàn)電纜電纜工廠(chǎng)變電所工廠(chǎng)變電所Y0YYY Y10.5 kV380/220 VYY Y輸電線(xiàn)輸電線(xiàn)變電所變電所變電所變電所380/220 VY0Y220 kV35 kV10 kV Y Y跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)直流輸電結(jié)構(gòu)原理圖直流輸電結(jié)構(gòu)原理圖發(fā)發(fā)電電升壓升壓直流輸電直流輸電降壓降壓配配電電整整流流逆逆變變直流輸電能耗小，無(wú)線(xiàn)電干擾小，輸電線(xiàn)路造價(jià)較低，但逆變和整直流

5、輸電能耗小，無(wú)線(xiàn)電干擾小，輸電線(xiàn)路造價(jià)較低，但逆變和整流部分較復(fù)雜。流部分較復(fù)雜。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.2工業(yè)企業(yè)配電工業(yè)企業(yè)配電從車(chē)間變電所或配電箱到用電設(shè)備線(xiàn)路屬于低壓配電線(xiàn)路。其連接從車(chē)間變電所或配電箱到用電設(shè)備線(xiàn)路屬于低壓配電線(xiàn)路。其連接方式主要是方式主要是放射式放射式和和樹(shù)干式樹(shù)干式兩種。兩種。低壓供電系統(tǒng)的有兩種接線(xiàn)方式。低壓供電系統(tǒng)的有兩種接線(xiàn)方式。( (1) )放射式供電線(xiàn)路放射式供電線(xiàn)路變電所配電箱跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)( (1) )放射式供電線(xiàn)路放射式供電線(xiàn)路配電箱變電所適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：負(fù)載點(diǎn)比較分散，而每個(gè)點(diǎn)的用電量又較大，變電所又居負(fù)載點(diǎn)比較分散，而每個(gè)點(diǎn)的用電量又較大，變電所又居

6、于各負(fù)載點(diǎn)的中央。于各負(fù)載點(diǎn)的中央。特點(diǎn)：特點(diǎn)：供電可靠性高，便于操作和維護(hù)。但配電導(dǎo)線(xiàn)用量大，投資供電可靠性高，便于操作和維護(hù)。但配電導(dǎo)線(xiàn)用量大，投資高。高。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)( (2) )樹(shù)干式供電線(xiàn)路樹(shù)干式供電線(xiàn)路適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：用電點(diǎn)比較集中，各用電點(diǎn)比較集中，各用電點(diǎn)居于變電所同一側(cè)時(shí)。用電點(diǎn)居于變電所同一側(cè)時(shí)。負(fù)載比較均勻地分布負(fù)載比較均勻地分布在一條線(xiàn)上。在一條線(xiàn)上。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 供電可靠性差。但配電導(dǎo)線(xiàn)用量小，投資費(fèi)用低，接線(xiàn)靈活性供電可靠性差。但配電導(dǎo)線(xiàn)用量小，投資費(fèi)用低，接線(xiàn)靈活性大。大。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3安全用電安全用電 觸電事故觸電事故是指人體由于不慎觸及帶電體，使人體受

7、到傷害。是指人體由于不慎觸及帶電體，使人體受到傷害。按人體所受傷害方式的不同，觸電事故可分為按人體所受傷害方式的不同，觸電事故可分為電擊電擊和和電傷電傷。 電擊電擊主要是電流通過(guò)人體內(nèi)部，影響呼吸、心臟和神經(jīng)系主要是電流通過(guò)人體內(nèi)部，影響呼吸、心臟和神經(jīng)系統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞，乃至死亡。統(tǒng)，造成人體內(nèi)部組織的破壞，乃至死亡。電傷電傷主要是指在電弧的作用下，或熔絲熔斷時(shí)，對(duì)人體的傷害，如燒主要是指在電弧的作用下，或熔絲熔斷時(shí)，對(duì)人體的傷害，如燒傷、金屬濺傷等。傷、金屬濺傷等。7.3.1電流對(duì)人體的危害電流對(duì)人體的危害電擊所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：電擊所引起的傷害程度與下列因素有關(guān)：1

8、人體電阻的大??；皮膚干燥時(shí)約人體電阻的大小；皮膚干燥時(shí)約 10 100 k 。2電流通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)短；電流通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)短；3電流的大??；小于電流的大小；小于 50 mA 時(shí)安全；時(shí)安全； 4電流的頻率。電流的頻率。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列稱(chēng)為為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列稱(chēng)為安全電壓安全電壓。通用接觸電壓極限通用接觸電壓極限：人體允許長(zhǎng)期承受的電壓極限值。：人體允許長(zhǎng)期承受的電壓極限值。常規(guī)環(huán)境下：常規(guī)環(huán)境下：交流交流( (15 100 Hz) )電壓為電壓為 50 V直流電壓為直流電壓為 120 V。潮濕環(huán)境下：潮濕環(huán)境下：交流交流( (15 10

9、0 Hz) )電壓為電壓為 25 V直流電壓為直流電壓為 60 V。通常認(rèn)為通常認(rèn)為 36 V 以下為安全電壓。以下為安全電壓。選用安全電壓是防止觸電的安全措施。選用安全電壓是防止觸電的安全措施。注意：注意：安全電壓的供電電源除采用獨(dú)立電源外，其輸入與輸出電路必安全電壓的供電電源除采用獨(dú)立電源外，其輸入與輸出電路必須實(shí)行電路上的隔離。工作在安全電壓下的電路必須與其他電氣系統(tǒng)和任須實(shí)行電路上的隔離。工作在安全電壓下的電路必須與其他電氣系統(tǒng)和任何無(wú)關(guān)的可導(dǎo)電部分實(shí)行電氣上的隔離。何無(wú)關(guān)的可導(dǎo)電部分實(shí)行電氣上的隔離。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3.2觸電方式觸電方式1接觸正常帶電體接觸正常帶電體( (1) )電

10、源中性點(diǎn)接地的單相觸電電源中性點(diǎn)接地的單相觸電人體處于相電壓之下，人體處于相電壓之下，危險(xiǎn)性較大。如果人體與地危險(xiǎn)性較大。如果人體與地面的絕緣較好，危險(xiǎn)性可大面的絕緣較好，危險(xiǎn)性可大大減小。大減小。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3.2觸電方式觸電方式( (1) )電源中性點(diǎn)接地的單相觸電電源中性點(diǎn)接地的單相觸電( (2) )電源中性點(diǎn)不接地的單相觸電電源中性點(diǎn)不接地的單相觸電導(dǎo)線(xiàn)與地面之間的絕導(dǎo)線(xiàn)與地面之間的絕緣可能不良緣可能不良(對(duì)地絕緣電對(duì)地絕緣電阻為阻為 R )，甚至有一相接甚至有一相接地的情況下，人體就有電地的情況下，人體就有電流通過(guò)。在交流情況下，流通過(guò)。在交流情況下，導(dǎo)線(xiàn)與地面間存在的電容導(dǎo)線(xiàn)與

11、地面間存在的電容也可構(gòu)成電流通路。也可構(gòu)成電流通路。 1接觸正常帶電體接觸正常帶電體R 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3.2觸電方式觸電方式( (1) )電源中性點(diǎn)接地的單相觸電電源中性點(diǎn)接地的單相觸電( (2) )電源中性點(diǎn)不接地的單相觸電電源中性點(diǎn)不接地的單相觸電( (3) )兩相觸電兩相觸電最危險(xiǎn)最危險(xiǎn)人體處于線(xiàn)電壓之下人體處于線(xiàn)電壓之下但不常見(jiàn)但不常見(jiàn)1接觸正常帶電體接觸正常帶電體2接觸正常不帶電的金屬體接觸正常不帶電的金屬體IdR0跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3.3接地和接零接地和接零由于大多數(shù)電氣設(shè)備采用由于大多數(shù)電氣設(shè)備采用 380/220V 低壓系統(tǒng)供電，為防止觸電事低壓系統(tǒng)供電，為防止觸電事故發(fā)生，需

12、根據(jù)供電系統(tǒng)接地形式不同，分別采用故發(fā)生，需根據(jù)供電系統(tǒng)接地形式不同，分別采用接地接地或或接零接零的保護(hù)的保護(hù)措施。措施。 在低壓配電系統(tǒng)中，電源在低壓配電系統(tǒng)中，電源( (變壓器變壓器) )中性點(diǎn)有接地和不接地兩種。中性點(diǎn)有接地和不接地兩種。接地的目的出于電力系接地的目的出于電力系 統(tǒng)統(tǒng) 運(yùn)行和安全需要。這種接地稱(chēng)為工作接地。運(yùn)行和安全需要。這種接地稱(chēng)為工作接地。例如三相四線(xiàn)制電源中性點(diǎn)接地。例如三相四線(xiàn)制電源中性點(diǎn)接地。 在低壓配電系統(tǒng)中，電源在低壓配電系統(tǒng)中，電源( (變壓器變壓器) )中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地的情況下，采用的情況下，采用保護(hù)接地保護(hù)接地；在在中性點(diǎn)接地中性點(diǎn)接地的情況下

13、，采用的情況下，采用保護(hù)接零保護(hù)接零。 跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)R0保護(hù)接地保護(hù)接地( (2) )由于采用了保護(hù)接地，當(dāng)出由于采用了保護(hù)接地，當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰殼時(shí)，外殼對(duì)地電現(xiàn)漏電或一相碰殼時(shí)，外殼對(duì)地電壓接近為零，故人體觸及外殼時(shí)比壓接近為零，故人體觸及外殼時(shí)比較安全。較安全。保護(hù)接地保護(hù)接地適用于電源中性點(diǎn)不接地的三相三線(xiàn)制供電系統(tǒng)中。將電適用于電源中性點(diǎn)不接地的三相三線(xiàn)制供電系統(tǒng)中。將電氣設(shè)備的金屬外殼接地，一般要求氣設(shè)備的金屬外殼接地，一般要求 R0 小于小于 4 。7.3.3接地和接零接地和接零1. 保護(hù)接地保護(hù)接地( (1) )當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰殼時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰殼時(shí)，外殼未接地，此時(shí)

14、人體觸及外殼時(shí)外殼未接地，此時(shí)人體觸及外殼時(shí)相當(dāng)于單相觸電。相當(dāng)于單相觸電。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)7.3.3接地和接零接地和接零2保護(hù)接零保護(hù)接零R0保護(hù)接零保護(hù)接零由于外殼與零線(xiàn)連接，當(dāng)出現(xiàn)由于外殼與零線(xiàn)連接，當(dāng)出現(xiàn)漏電或一相碰殼時(shí)，就形成單相短漏電或一相碰殼時(shí)，就形成單相短路或接近短路，接于該相線(xiàn)上的短路或接近短路，接于該相線(xiàn)上的短路保護(hù)裝置或過(guò)流保護(hù)裝置便會(huì)動(dòng)路保護(hù)裝置或過(guò)流保護(hù)裝置便會(huì)動(dòng)作，迅速切斷電源消除觸電危險(xiǎn)。作，迅速切斷電源消除觸電危險(xiǎn)。 適用于電源中性點(diǎn)接地的三相適用于電源中性點(diǎn)接地的三相四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中。四線(xiàn)制供電系統(tǒng)中。將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線(xiàn)將電氣設(shè)備的金屬外殼接到零線(xiàn)( (中性線(xiàn)中性線(xiàn)) )上。上。此時(shí)通過(guò)人體電流很小。此時(shí)通過(guò)人體電流很小。跳轉(zhuǎn)到第一頁(yè)工作零線(xiàn)與保護(hù)零線(xiàn)工作零線(xiàn)與保護(hù)零線(xiàn)N( (工作零線(xiàn)工作零線(xiàn)) )L( (相線(xiàn)相線(xiàn)) )PE( (保護(hù)零線(xiàn)保護(hù)零線(xiàn)) )220V(U1)(V1)(W1)NNNLLLEEE為了確保設(shè)備外殼對(duì)地電壓為零，專(zhuān)設(shè)為了確保設(shè)